WO2003083285A1 - Bauelement, insbesondere gehäuse einer hochdruck-kraftstoffpumpe, sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Bauelement, insbesondere gehäuse einer hochdruck-kraftstoffpumpe, sowie verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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WO2003083285A1
WO2003083285A1 PCT/DE2002/004566 DE0204566W WO03083285A1 WO 2003083285 A1 WO2003083285 A1 WO 2003083285A1 DE 0204566 W DE0204566 W DE 0204566W WO 03083285 A1 WO03083285 A1 WO 03083285A1
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Dietmar Van Der Linden
Holger Maulhardt
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
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    • F02M2200/8069—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving removal of material from the fuel apparatus, e.g. by punching, hydro-erosion or mechanical operation

Definitions

  • Component in particular housing a high-pressure fuel pump, and method for its preparation
  • the invention relates firstly to a component, in particular a housing of a high-pressure fuel pump, in which at least a first high-pressure channel and a second high-pressure channel are present, wherein the longitudinal axis of the first channel is at an angle> 0 ° to the longitudinal axis of the second bore and wherein the second Channel merges into the first channel, so that an intersection is formed.
  • Such a component is known, for example, as the housing of a 3-cylinder piston pump of a fuel system. With it, the fuel is compressed to a very high pressure and pressed into a fuel rail ("rail"). There the fuel is stored under very high pressure. There are several fuel injectors connected to the fuel rail which direct the fuel into respective injectors inject associated combustion chambers.
  • TEM deburring is a thermal deburring method that works according to the combustion principle.
  • the AFM rounding is about
  • Flow loops in which a polymeric plastic mass of a certain viscosity as a carrier material and incorporated in it, in type, size and concentration matched to the machining task abrasive grain as a tool through the holes cyclically or alternately performed becomes. Due to the abrasive effect of the abrasive grain, the machining marks characteristic of the flow grinding are generated in the flow direction and edges are rounded off. Also a so-called. Cascading method is applicable, in which small balls are passed through the holes, which also rounds existing edges.
  • Object of the present invention is to further develop component of the type mentioned that it can be made easier and thus cheaper and it is also suitable for very high operating pressures.
  • the penetration area is formed in a boundary surface of a pocket-shaped extension of the lateral surface of the first channel.
  • the lateral surface of the first channel pocket-like "expanded". This facilitates the formation of the Natural
  • the channels have different widths and the channel opens with a smaller width in the channel with a larger width.
  • a further advantageous development of the high-pressure fuel pump is characterized in that the lateral surface of the first channel has a plurality of fürrucungsflachen, in each of which a channel opens, the latter channels are coaxial with each other.
  • the first channel thus has opposite mouth or intersection areas, the edges of which could be rounded only with difficulty in the previous rounding.
  • estuarine areas can be realized without any problems, without the fear of critical stresses in these areas.
  • the lateral surface of the first channel has a plurality of natural gutungsflachen, in each of which a channel opens, the latter channels seen in the longitudinal direction of the first channel are axially approximately at the same height and at an angle> 0 ° to each other.
  • the latter channels thus form approximately a "V". Even if the mouth areas of these channels are relatively close to each other, the stresses in the intersections can be kept low in the high-pressure fuel pump according to the invention.
  • the invention also relates to a method for producing a component, in particular a housing of a high-pressure fuel pump, in which at least one first channel and a second channel are introduced into the component whose longitudinal axes are at an angle> 0 C to each other, wherein the second channel opens into the first channel, so that an intersection is formed.
  • ECM electrochemical material processing
  • a piercing surface is formed, whose plane is substantially orthogonal to the longitudinal axis of the second channel and into which opens the second channel.
  • the above-mentioned method can be performed with high precision.
  • the device has a long life and good durability.
  • a second channel and a third channel are introduced, which are coaxial with one another and open into the first channel, and in that an electrode is introduced into the channels, which has at least one isolated region and at least one non-isolated region that the 'is at least one non-insulated area in the respective orifice area of the second channel and the third channel in the first channel.
  • Such an electrode is inexpensive and can be easily placed in the channel at the desired location.
  • ECM pockets in
  • a plurality of channels is introduced such that their longitudinal axes are at an angle> 0 ° to each other and they open at the same height in the first channel, and that in the first channel, a cylindrical electrode, which electrically insulated cladding region and an electrically non-insulated cladding region, introduced, arranged in the mouth region of the plurality of channels and aligned so that the electrically non-insulated surface area facing the opening channels and the electrically insulated jacket region faces away from the opening channels.
  • This method is also easy to perform, since the corresponding electrode is inexpensive and easy to handle.
  • FIG. 1 shows a section through a region of a housing of a high-pressure fuel pump with a plurality of high-pressure channels
  • Figure 2 is a detail of a portion of Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective view of the area shown in Figure 2;
  • FIG 4 is an illustration of another detail of Figure 1;
  • Figure 5 is a schematic representation of the area shown in Figure 4 before the start of an electrochemical machining
  • Figure 6 is a view similar to Figure 5 after completion of the electrochemical machining.
  • Figure 7 is a schematic representation of an implementation an electrochemical machining of the area shown in Figure 2.
  • FIG. 1 shows a section through a housing of a high-pressure fuel pump.
  • the housing carries the reference numeral 10 in Figure 1.
  • the high-pressure fuel pump which is not shown in the drawing, it is a 3-cylinder piston pump. It has a drive eccentric shaft, which sets three star-shaped and movable in the radial direction piston in a reciprocating motion.
  • Each piston is associated with a delivery chamber, in which passes in a suction stroke via an inlet valve fuel from a low pressure region.
  • the fuel located in the delivery chamber is compressed and discharged via an outlet valve in a system of high-pressure channels, which in turn to a
  • Fuel manifold are connected. In this fuel is stored under very high pressure. To the fuel manifold injectors are in turn connected, which inject the fuel directly into corresponding combustion chambers of an internal combustion engine.
  • a part of the high-pressure channels is formed by bores in the housing 10. Through these channels, the three cylinders are fluidly connected to a common high-pressure outlet. A part of the channels lies in the sectional plane of Figure 1, another part of the channels is perpendicular to the sectional plane of Figure 1.
  • a first lying in the sectional plane of Figure 1 channel the reference numeral 12, a second such channel, the reference numeral 14.
  • Both channels 12 and 14 are drilled in Figure 1 from below obliquely into the housing 10. Both open into a channel 16, which is drilled perpendicular to the sectional plane of Figure 1 in the housing 10.
  • the two channels 12 and 14 thus extend inversely V-shaped at an angle of about 60 ° from the arranged in Figure 1 in the upper region of the housing 10 channel 16th
  • the channel 16 is a stepped bore which leads to an element space (not visible). This is located centrally in the housing 10. In the two channels 12 and 14, however, are ultimately blind holes, which end in the channel 16th
  • two more channels are present, namely a arranged in Figure 1 in the lower left portion of the housing 10 and perpendicular to the plane 10 of the housing 10 channel 18 and an identical thereto, but in Figure 1 in the lower right portion of the housing 10 arranged channel 20.
  • the channels 18 and 20 are identical to the channel 16 is formed.
  • FIG. 1 The channel 20 arranged in FIG. 1 in the lower right-hand region of the housing 10 and the region of its intersection with the channel 14 are shown more in detail in FIG. From this it is also apparent that the diameter of the channel 20 is greater than the diameter of the channel 14.
  • Figure 3 is a three-dimensional representation of the lateral surface of the
  • the lateral surface of the channel 20 has pocket-shaped extensions 22 and 24 in the region of the intersections with the sections 14a and 14b of the channel 14. These are bounded in each case by a surface 26 or 28 whose plane is substantially orthogonal to the longitudinal axis 30a or 30b of the portion 14a or 14b of the channel 14.
  • the pocket-shaped extensions 22 and 24 are arranged with their surfaces 26 and 28 slightly off-center.
  • the surfaces 26 and 28 are "pierced" by the sections 14a and 14b of the channel 14 so to speak at a right angle, which is why they are also referred to as Natural Machineryungsflachen 26 and 28 respectively.
  • Operating pressures can be realized, or / and it can be significantly extended with the same material, the life of the high-pressure fuel pump.
  • the housing 10 of Figure 1 is mirror-symmetrical with respect to a vertical line in Figure 1. This means that the intersection of the left in Figure 1 channel 12 with the channel 18 also has corresponding pocket-shaped extensions with für derunass, which are not provided with reference numerals.
  • the regions of the intersections of the channels 12 and 14 with the channel 16 are shown in detail in FIG. From this one recognizes that the lateral surface of the channel 16 in the areas of the intersection with the channels 12 and 14 pocket-shaped extensions 32 and 34 has. These are also limited by a penetration surface 36 and 38, which is orthogonal to the longitudinal axis 40 and 30a of the channels 12 and 14, respectively. In this case, the two piercing surfaces 36 and 38 abut each other ' and are at an angle of approximately 60 ° to each other.
  • the manufacture of the pocket extensions 32 and 34 in the region of the intersections of the channels 12 and 14 with the channel 16 will now be explained with reference to Figures 5 and 6:
  • the channels 12 and 14 and 16 are first in the conventional manner in the Body of the housing 10 drilled. Subsequently, a cylindrical electrode 44 is inserted into the channel 16 such that it comes to rest at the level of the junctions of the channels 12 and 14.
  • Slightly more than a half-shell 46 of the lateral surface of the electrode 44 is covered with a thin, electrically insulating coating (not numbered).
  • This covered with the electrically insulating coating portion 46 has approximately the same outer diameter as the inner diameter of the channel 16, so is relatively saturated on the channel 16 at.
  • the end faces (not numbered) of the electrode 44 are electrically isolated.
  • the remaining lateral surface of the electrode 44 is not electrically insulated. It bears the reference numeral 48.
  • the electrode 44 is positioned so that the non-isolated region 48 faces the junctions of the channels 12 and 14. Between the non-insulated region 48 of the lateral surface of the electrode 44 and the inner wall of the bore 16, a small gap is present. This as well as the Channels 12 and 14 are filled or flowed through with an electrolyte 49. If an electrical voltage is applied, as shown in FIG. 6, material is removed. At the end of this electrochemical metalworking those material areas 50 have been removed, which are shown hatched in Figure 6. In this way, the pocket-shaped extensions 32 and 34 are created, through which the stresses in the region of the intersections of the channels 12 and 14 with the channel 16 are significantly reduced.
  • FIG. 7 A process for producing the bag-shaped extensions 22 and 24 in the region of the intersections of portions 14a and 14b of the channel 14 to the channel '20 will now be explained with reference to Figure 7: Thereafter, in the housing 10 again initially in a conventional manner, the Blind hole 14 and the stepped bore 20 drilled. It should also be noted here that the channel 14 is slightly eccentric to the channel 20 is arranged. Subsequently, a cylindrical electrode 52 is introduced into the channel 14, which has a coated with an insulating material upper end portion 54 and also coated with insulating lower end portion 56.
  • a central region 58 lying between the end regions 54 and 56 is not covered with an insulating material. It also has a slightly smaller diameter than the two end portions 54 and 56.
  • the diameters of the end regions 54 and 56 correspond approximately to the inner diameters of the sections 14a and 14b of the channel 14. Thus, they are relatively snug against the inner walls of the sections 14a and 14b of the channel 14.
  • the channels 14a, 14b and 20 are filled with electrolyte 49 and flows through it. Subsequently, an electrical voltage in usually applied to the electrode 44.
  • the pocket-shaped extensions 22 and 24, which are shown in FIG. 7 by dashed lines, are produced.

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Abstract

In einem Gehäuse (10) ist mindestens ein erster Hochdruckkanal (20) und ein zweiter Hochdruckkanal (14) vorhanden. Die Längsachse des ersten Kanals (20) steht in einem Winkel >0° zur Längsachse des zweiten Kanals (14). Der zweite Kanal (14) mündet in den ersten Kanal (20), so dass eine Verschneidung gebildet wird. Um die Spannungen im Bereich der Verschneidung im Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu senken, wird vorgeschlagen, dass die Mantelfläche des ersten Kanals (16, 18, 20) im Bereich der Verschneidung des ersten Kanals (16, 18, 20) mit dem zweiten Kanal (12, 14) eine Durchstoßungsfläche (26, 28, 36, 38) aufweist, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse (30a, 30b, 40) des zweiten Kanals (12, 14) ist und in die der zweite Kanal (12, 14) mündet.

Description

Bauelement, insbesondere Gehäuse einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe, sowie Verfahren zu seiner Herstellung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft zunächst ein Bauelement, insbesondere ein Gehäuse einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, in dem mindestens ein erster Hochdruckkanal und ein zweiter Hochdruckkanal vorhanden sind, wobei die Längsachse des ersten Kanals in einem Winkel >0° zur Längsachse der zweiten Bohrung steht und wobei der zweite Kanal in den ersten Kanal mündet, so dass eine Verschneidung gebildet wird.
Eine derartiges Bauelement ist beispielsweise als Gehäuse einer 3-Zylinder-Kolbenpumpe eines KraftstoffSystems bekannt. Mit ihr wird der Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck verdichtet und in eine Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail") gepresst. Dort ist der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. Αn die Kraftstoff-Sammelleitung sind mehrere Einspritzventile angeschlossen, welche den Kraftstoff direkt in jeweilige, den Einspritzventilen zugeordnete Brennräume einspritzen.
Bei der bekannten Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird der Kraftstoff in Förderräumen, welche in dem Gehäuse vorhanden sind, von entsprechenden Kolben verdichtet. Über
Hochdruckkanäle, welche in Form von Bohrungen in das Gehäuse oder in Gehäuseteile der Hochdruck-Kraftstoffpumpe eingebracht sind, gelangt der hochverdichtete Kraftstoff von den einzelnen Förderräumen zu einem gemeinsamen Auslass. Da dies aus fertigungstechnische Gründen auf geradem Wege nicht möglich ist, wird der Strömungsweg durch einzelne geradlinige Bohrungen gebildet, welche in einem Winkel >0° zueinander stehen. Der Schnittbereich zweier derartiger Strömungskanäle wird als "Bohrungsver.schneidung" bezeichnet.
Ohne entsprechende Maßnahmen würden aufgrund der herrschenden hohen Betriebsdrücke im Bereich der Bohrungsverschneidungen unzulässig hohe Materialspannungen auftreten, welche die Lebensdauer der Hochdruck- Kraftstoffpumpe erheblich reduzieren könnten. Daher werden die nach dem Einbringen der Bohrungen im Bereich der Bohrungsverschneidungen zunächst vorhandenen scharfen Kanten durch verschiedene Verrundungsverfa ren, wie beispielsweise TEM-Entgraten oder/und AFM-Verrunden bearbeitet. '
Beim TEM-Entgraten handelt es sich um eine thermische Entgratungsmethode, welche nach dem Verbrennungsprinzip arbeitet. Beim AFM-Verrunden handelt es sich um
Strömungsschleifen, bei dem eine polymere Kunststoffmasse einer bestimmten Viskosität als Trägermaterial und in ihm eingebundenes, in Art, Größe und Konzentration auf die Bearbeitungsaufgabe abgestimmtes Schleifkorn als Werkzeug durch die Bohrungen zyklisch oder alternierend geführt wird. Durch die abrasive Wirkung des Schleifkorns werden die für das Strömungsschleifen charakteristischen Bearbeitungsspuren in Strömungsrichtung erzeugt und Kanten abgerundet. Auch ein sog .. Cascading-Verfahren ist anwendbar, bei dem kleine Kugeln durch die Bohrungen geführt werden, was ebenfalls vorhandene Kanten verrundet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Bauteil der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass es einfacher und somit preiswerter hergestellt werden kann und es außerdem für sehr hohe Betriebsdrücke geeignet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Bauteil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Mantelfläche des ersten Kanals im Bereich der Verschneidung des ersten Kanals mit dem zweiten Kanal eine Durchstoßungsflache aufweist, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des zweiten Kanals ist und in die der zweite Kanal mündet.
Vorteile der Erfindung
Mittels Finite-Element-Berechnungen wurde festgestellt, dass eine derartige orthogonale Durchstoßungsflache im Bereich einer Verschneidung in dem Bauteil eine erhebliche Sp'annungsreduzierung von bis zu 50% bewirken kann. Somit werden die Betriebsfestigkeit des Bauteils und seine Lebensdauer erhöht. Ggf. ist sogar eine dauerfeste Auslegung des Gehäuses der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit den bisher verwendeten Werkstoffen möglich. Alternativ können höhere Betriebsdrücke realisiert werden, ohne dass andere und teurere Materialien verwendet werden müssen. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils kann somit auf die vergleichsweise aufwändigen Reinigungs- und Verrundungsverfahren (AFM-, TEM- sowie Cascading-Verfahren) verzichtet werden. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Durchstoßungsflache in einer Begrenzungsfläche einer taschenförmigen Erweiterung der Mantelfläche des ersten Kanals ausgebildet ist. Hierzu wird beispielsweise durch ein einfaches elektrochemisches Verfahren im Bereich der Verschneidung die Mantelfläche des ersten Kanals taschenartig "aufgeweitet". Dies erleichtert die Ausbildung der Durchstoßungsflache und reduziert nochmals die Spannungen.
Zusätzlich kann auch mindestens der Übergang von der
Durchstoßungsflache zu den benachbarten Bereichen gerundet sein. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung der Spannungen in dem kritischen Verschneidungsbereich.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Kanäle unterschiedliche Weiten aufweisen und der Kanal mit kleinerer Weite in den Kanal mit größerer Weite mündet.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Hochdruck- Kraftstoffpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des ersten Kanals eine Mehrzahl von Durchstoßungsflachen aufweist, in welche jeweils ein Kanal mündet, wobei letztere Kanäle zueinander koaxial sind. Der erste Kanal weist also gegenüberliegende Mündungs- bzw. Verschneidungsbereiche auf, deren Kanten bei den bisherigen Rundungsverfahren nur schwer gerundet werden konnten. Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe können auch derartige Mündungsbereiche problemlos realisiert werden, ohne dass kritische Spannungen in diesen Bereichen zu befürchten sind. Möglich ist auch, dass die Mantelfläche des ersten Kanals eine Mehrzahl von Durchstoßungsflachen aufweist, in welche jeweils ein Kanal mündet, wobei die letzteren Kanäle in Längsrichtung des ersten Kanals gesehen axial in etwa auf gleicher Höhe sind und in einem Winkel >0° zueinander stehen. Die letztgenannten Kanäle bilden also in etwa ein "V" . Selbst dann, wenn die Mündungsbereiche dieser Kanäle relativ nah beieinander sind, können bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe die Spannungen in den Verschneidungen gering gehalten werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements, insbesondere eines Gehäuses einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, bei dem in das Bauelement mindestens ein erster Kanal und ein zweiter Kanal eingebracht werden, deren Längsachsen in einem Winkel >0C zueinander stehen, wobei der zweite Kanal in den ersten Kanal mündet, so dass eine Verschneidung gebildet wird.
Um ein Bauelement herstellen zu können, welches mit hohen Betriebsdrücken arbeiten kann und eine lange Lebensdauer aufweist, wird vorgeschlagen, dass im Bereich der • Verschneidung des ersten Kanals mit dem zweiten Kanal durch elektrochemische Materialbearbeitung ("ECM") in der
Mantelfläche des ersten Kanals eine Durchstoßungsfläche gebildet wird, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des zweiten Kanals ist und in die der zweite Kanal mündet .
Das oben angegebene Verfahren kann mit hoher Präzision durchgeführt werden. Das Bauelement weist eine hohe Lebensdauer und eine gute Betriebsfestigkeit auf. Im übrigen- wird auf die weiter oben dargelegten Vorteile der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe verwiesen. In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass in der Mantelfläche des ersten Kanals eine taschenförmigen Erweiterung hergestellt und in deren Begrenzungsfläche die Durchstoßungsfläche ausgebildet wird.
Vorgeschlagen wird auch, dass ein zweiter Kanal und ein dritter Kanal eingebracht werden, welche koaxial zueinander sind und in den ersten Kanal münden, und dass in die Kanäle eine Elektrode eingeführt wird, welche mindestens einen isolierten Bereich und mindestens einen nicht isolierten Bereich aufweist, derart, dass der mindestens 'eine nicht isolierte Bereich im jeweiligen Mündungsbereich des zweiten Kanals und des dritten Kanals in den ersten Kanal liegt.
Eine solche Elektrode ist preiswert und kann auf einfache Art '-und Weise in dem Kanal an der gewünschten Stelle platziert werden. Bei der Durchströmung der Kanäle mit einem entsprechenden Elektrolyt und beim Anlegen einer entsprechenden Spannung werden sog. "ECM-Taschen" im
Bereich der beiden Verschneidungen ausgebildet, welche zur Längsachse der zweiten und der dritten Bohrung orthogonale Durchstoßungsflachen zu aufweisen und zu einer erheblichen Spannungsreduktion in diesen Bereichen führen.
Möglich ist aber auch, dass eine Mehrzahl von Kanälen derart eingebracht wird, dass ihre Längsachsen in einem Winkel >0° zueinander stehen und sie auf axial gleicher Höhe in den ersten Kanal münden, und dass in den ersten Kanal eine zylindrische Elektrode, welche einen elektrisch isolierten Mantelbereich und einen elektrisch nicht isolierten Mantelbereich aufweist, eingeführt, im Mündungsbereich der Mehrzahl von Kanälen angeordnet und so ausgerichtet wird, dass der elektrisch nicht isolierte Oberflächenbereich den einmündenden Kanälen zugewandt und der elektrisch isolierte Mantelbereich von den einmündenden Kanälen abgewandt ist.
Auch dieses Verfahren ist einfach durchzuführen, da die entsprechende Elektrode preiswert und leicht handhabbar ist .
Zeichnung
Nachfolgend werden besonders vorteilhafte
Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch einen Bereich eines Gehäuses einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit mehreren Hochdruckkanälen;
Figur 2 eine Detaildarstellung eines Bereichs von Figur 1;
Figur 3 eine perspektivische Darstellung des in Figur 2 dargestellten Bereichs;
Figur 4 eine Darstellung eines anderen Details aus Figur 1;
Figur 5 eine schematische Darstellung des in Figur 4 dargestellten Bereichs vor Beginn einer elektrochemischen Bearbeitung;
Figur 6 eine Darstellung ähnlich Figur 5 nach Beendigung der elektrochemischen Bearbeitung; und
Figur 7 eine schematische Darstellung einer Realisierung einer elektrochemischen Bearbeitung des in Figur 2 dargestellten Bereichs.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein Schnitt durch ein Gehäuse einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe dargestellt. Das Gehäuse trägt in Figur 1 das Bezugszeichen 10. Bei der Hochdruck- Kraftstoffpumpe, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, handelt es sich um eine 3-Zylinder-Kolbenpumpe . Sie verfügt über eine Antriebs-Exzenterwelle, welche drei sternförmig angeordnete und in radialer Richtung bewegliche Kolben in eine Hin- und Herbewegung versetzt.
Jedem Kolben ist ein Förderraum zugeordnet, in den bei einem Saughub über ein Einlassventil Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich gelangt. Bei einem Förderhub eines Kolbens wird der sich im Förderraum befindliche Kraftstoff komprimiert und über ein Auslassventil in ein System von Hochdruckkanälen ausgestoßen, welche wiederum an eine
Kraftstoff-Sammelleitung angeschlossen sind. In dieser ist der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. An die Kraftstoff-Sammelleitung sind wiederum Injektoren angeschlossen, welche den Kraftstoff direkt in entsprechende Brennräume einer Brennkraftmaschine einspritzen.
Ein Teil der Hochdruckkanäle ist durch Bohrungen in das Gehäuse 10 ausgebildet. Durch diese Kanäle werden die drei Zylinder fluidisch mit einem gemeinsamen Hochdruck-Auslass verbunden. Ein Teil der Kanäle liegt dabei in der Schnittebene von Figur 1, ein anderer Teil der Kanäle ist senkrecht zur Schnittebene Figur 1.
Ein erster in der Schnittebene von Figur 1 liegender Kanal trägt das Bezugszeichen 12, ein zweiter derartiger Kanal das Bezugszeichen 14. Beide Kanäle 12 und 14 werden in Figur 1 von unten schräg in das Gehäuse 10 eingebohrt. Beide münden in einen Kanal 16, welcher senkrecht zur Schnittebene von Figur 1 in das Gehäuse 10 eingebohrt wird. Die beiden Kanäle 12 und 14 erstrecken sich also umgekehrt V-förmig in einem Winkel von ungefähr 60° von dem in Figur 1 im oberen Bereich des Gehäuses 10 angeordneten Kanal 16.
Bei dem Kanal 16 handelt es sich um eine Stufenbohrung, welche zu einem Elementraum (nicht sichtbar) führt. Dieser sitzt mittig im Gehäuse 10. Bei den beiden Kanälen 12 und 14 dagegen handelt es sich letztlich um Sacklöcher, welche in dem Kanal 16. enden.
In dem Gehäuse sind noch zwei weitere Kanäle vorhanden, nämlich ein in Figur 1 im linken unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordneter und zur Ebene des Gehäuses 10 senkrechter Kanal 18 sowie ein hierzu identischer, jedoch in Figur 1 im rechten unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordneter Kanal 20. Die Kanäle 18 uns 20 sind identisch zum Kanal 16 ausgebildet.
Der in Figur 1 im rechten unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordnete Kanal 20 und der Bereich seiner Verschneidung mit dem Kanal 14 sind stärker im Detail in Figur 2 dargestellt. Aus dieser geht auch hervor, dass der Durchmesser des Kanals 20 größer ist als der Durchmesser des Kanals 14. Bei Figur 3 handelt es sich um eine dreidimensionale Darstellung der Mantelfläche des
Endbereichs des Kanals 20 sowie der Mantelflächen der Endbereiche der Abschnitte 14a und 14b des in der Ebene des Gehäuses 10 liegenden Kanals 14.
Aus den Darstellungen in den Figuren 2 und 3 erkennt man, dass die Mantelfläche des Kanals 20 im Bereich der Verschneidungen mit den Abschnitten 14a und 14b des Kanals 14 taschenförmige Erweiterungen 22 und 24 aufweist. Diese werden jeweils von einer Fläche 26 bzw. 28 begrenzt, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse 30a bzw. 30b des Abschnitts 14a bzw. 14b de,s Kanals 14 ist.
Da der Kanal 14 relativ zur Bohrung 20 etwas außermittig angeordnet ist, sind auch die taschenförmigen Erweiterungen 22 bzw. 24 mit ihren Flächen 26 und 28 etwas außermittig angeordnet. Die Flächen 26 bzw. 28 werden von den Abschnitten 14a bzw. 14b des Kanals 14 • sozusagen in einem rechten Winkel "durchstoßen", weswegen sie auch als Durchstoßungsflachen 26 bzw. 28 bezeichnet werden.
Durch diese relativ zu den Längsachsen 30a und 30b orthogonalen Durchstoßungsflachen 26 und 28 können im Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe die Spannungen in den Bereichen der Bohrungsverschneidungen erheblich reduziert werden. Bei gleichem Material können somit höhere
Betriebsdrücke realisiert werden, oder/und es kann bei gleichem Material die Lebensdauer der Hochdruck- Kraftstoffpumpe erheblich verlängert werden.
Das Gehäuse 10 von Figur 1 ist gegenüber einer in Figur 1 vertikalen Linie spiegelsymmetrisch aufgebaut. Dies bedeutet, dass die Verschneidung des in Figur 1 linken Kanals 12 mit dem Kanal 18 ebenfalls entsprechende taschenförmige Erweiterungen mit Durchstoßungsflachen aufweist, welche jedoch nicht mit Bezugszeichen versehen sind.
Die Bereiche der Verschneidungen der Kanäle 12 bzw. 14 mit dem Kanal 16 sind im Detail in Figur 4 dargestellt. Aus dieser erkennt man, dass die Mantelfläche des Kanals 16 in den Bereichen der Verschneidung mit den Kanälen 12 und 14 taschenförmige Erweiterungen 32 und 34 aufweist. Auch diese werden von einer Durchstoßungsfläche 36 bzw. 38 begrenzt, welche orthogonal zur Längsachse 40 bzw. 30a der Kanäle 12 bzw. 14 ist. Dabei stoßen die beiden Durchstoßungsflachen 36 und 38 aneinander 'an und stehen in einem Winkel von ungefähr 60° zueinander.
Die Herstellung der taschenför igen Erweiterungen 32 und 34 im Bereich der Verschneidungen der Kanäle 12 und 14 mit dem Kanal 16 wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 erläutert: Die Kanäle 12 und 14 sowie 16 werden zunächst auf herkömmliche Art und Weise in den Körper des Gehäuses 10 eingebohrt. Anschließend wird in den Kanal 16 eine zylindrische Elektrode 44 derart eingebracht, dass sie auf Höhe der Einmündungen der Kanäle 12 und 14 zum Liegen kommt .
Geringfügig mehr als ein Halbmantel 46 der Mantelfläche der Elektrode 44 ist mit einer dünnen, elektrisch isolierenden Beschichtung (ohne Bezugszeichen) bedeckt. Dieser mit der elektrisch isolierenden Beschichtung bedeckte Bereich 46 hat in etwa den gleichen Außendurchmesser wie der Innendurchmesser des Kanals 16, liegt also vergleichsweise Satt am Kanal 16 an. Auch die endseitigen Stirnflächen (ohne Bezugszeichen) der Elektrode 44 sind elektrisch isoliert. Die verbleibende Mantelfläche der Elektrode 44 ist elektrisch nicht isoliert. Sie trägt das Bezugszeichen 48.
Die Elektrode 44 wird so angeordnet, dass der nicht isolierte Bereich 48 zu den Einmündungen der Kanäle 12 und 14 zeigt. Zwischen dem nicht isolierten Bereich 48 der Mantelfläche der Elektrode 44 und der Innenwand der Bohrung 16 ist ein geringer Spalt vorhanden. Dieser sowie die Kanäle 12 und 14 werden mit einem Elektrolyt ' 49 gefüllt bzw. durchströmt. Wird nun eine elektrische Spannung angelegt, wird, wie aus Figur 6 ersichtlich ist, Material abgetragen. Am Ende dieser elektrochemischen Metallbearbeitung sind jene Materialbereiche 50 abgetragen worden, welche in Figur 6 schraffiert dargestellt sind. Auf diese Weise werden die taschenförmigen Erweiterungen 32 bzw. 34 geschaffen, durch die die Spannungen im Bereich der Verschneidungen der Kanäle 12 und 14 mit dem Kanal 16 erheblich vermindert werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der taschenförmigen Erweiterungen 22 und 24 im Bereich der Verschneidungen der Abschnitte 14a und 14b des Kanals 14 mit dem Kanal '20 wird nun unter Bezugnahme auf Figur 7 erläutert: Danach werden in das Gehäuse 10 wieder zunächst auf herkömmliche Art und Weise die Sackbohrung 14 und die Stufenbohrung 20 eingebohrt. Dabei ist auch hier zu beachten, dass der Kanal 14 leicht außermittig zum Kanal 20 angeordnet ist. Anschließend wird in den Kanal 14 eine zylindrische Elektrode 52 eingebracht, welche einen mit einem Isoliermaterial beschichteten oberen Endbereich 54 und einen ebenfalls mit Isoliermaterial beschichteten unteren Endbereich 56 aufweist.
Ein zwischen den Endbereichen 54 und 56 liegender Zentralbereich 58 ist nicht mit einem Isoliermaterial bedeckt. Er weist darüber hinaus einen etwas geringeren Durchmesser als die beiden Endbereiche 54 und 56 auf. Die Durchmesser der Endbereiche 54 und 56 entsprechen in etwa den Innendurchmessern der Abschnitte 14a bzw. 14b des Kanals 14. Sie liegen also relativ satt an den Innenwänden der Abschnitte 14a und 14b des Kanals 14 an. Die Kanäle 14a, 14b und 20 werden mit Elektrolyt 49 gefüllt und durchströmt. Anschließend wird eine elektrische Spannung in üblicher Weise an die Elektrode 44 angelegt. Durch die nun einsetzende elektrochemische Metallbearbeitung, werden die taschenförmigen Erweiterungen 22 und 24, welche in Figur 7 durch gestrichelte Linien dargestellt sind, hergestellt.

Claims

Ansprüche
1. Bauelement (10), insbesondere Gehäuse einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe, in dem mindestens ein erster
Hochdruckkanal (16, 18, 20) und ein zweiter Hochdruckkanal (12, 14) vorhanden sind, wobei die Längsachse des ersten Kanals (16, 18, 20) in einem Winkel >0° zur Längsachse des zweiten Kanals (12, 14) steht und wobei der zweite Kanal (12, 14) in den ersten Kanal (16, 18, 20) mündet, so dass eine Verschneidung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des ersten Kanals (16, 18, 20) im Bereich der Verschneidung des ersten Kanals (16, 18, 20) mit dem zweiten Kanal (12, 14) eine Durchstoßungsfläche (26, 28, 36, 38) aufweist, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse (30a, 30b, 40) des zweiten Kanals (12, 14) ist und in die der zweite Kanal (12, 14) mündet.
2. Bauelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchstoßungsfläche (26, 28, 36, 38) in einer Begrenzungsfläche einer taschenförmigen
Erweiterung (22, 24, 32, 34) der Mantelfläche des ersten Kanals (16, 18, 20) ausgebildet ist.
3. Bauelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Übergang von der Durchstoßungsfläche (26, 28, 36, 38) zu den benachbarten Bereichen gerundet ist.
4. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal (16, 18, 20) eine von dem zweiten Kanal (12, 14) unterschiedliche Weite aufweist und der Kanal (12, 14) mit kleinerer Weite in den Kanal (16, 18, 20) mit größerer Weite mündet.
5. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des ersten Kanals (18, 20) eine Mehrzahl taschenförmiger Erweiterungen (26, 28) mit gegebenenfalls jeweils einer Durchstoßungsfläche (26, 28) aufweist, in welche jeweils ein Kanal (14a, 14b) mündet, wobei letztere Kanäle (14a, 14b) zueinander koaxial sind.
6. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des ersten Kanals (16) eine Mehrzahl taschenförmiger Erweiterungen (32, 34) mit gegebenenfalls jeweils einer Durchstoßungsfläche (36, 38) aufweist, in welche jeweils ein Kanal (12, 14) mündet, wobei die letzteren Kanäle (12, 14) in Längsrichtung der ersten Bohrung (16) gesehen axial in etwa auf gleicher Höhe sind und in einem Winkel >0° zueinander stehen.
7. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Gehäuses einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, bei dem in das Bauteil (10) mindestens ein erster Kanal (16, 18, 20) und ein zweiter Kanal (12, 14) eingebracht werden, deren Längsachsen in einem Winkel >0° zueinander stehen, wobei der zweite Kanal (12, 14) in den ersten Kanal (16, 18, 20) mündet, so dass eine Verschneidung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verschneidung des ersten Kanals (16, 18, 20) mit dem zweiten Kanal (12, 14) durch elektrochemische Materialbearbeitung ("ECM") in der Mantelfläche des ersten Kanals (16, 18, 20) eine Durchstoßungsfläche (26, 28, 36, 38) gebildet wird, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse (30a, 30b, 40) des zweiten Kanals (12, 14) ist und in die der zweite Kanal (12, 14) mündet.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche des ersten Kanals (16, 18, 20) eine taschenförmigen Erweiterung (22, 24, 32, 34) hergestellt und in deren Begrenzungsfläche die Durchstoßungsfläche (26, 28, 36, 38) ausgebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kanal (14a) und ein dritter Kanal (14b) eingebracht werden, welche koaxial zueinander sind und in den ersten Kanal (20) münden, und dass in die Kanäle (14a, 14b) eine Elektrode (52) eingeführt wird, welche mindestens einen isolierten Bereich (54, 56) und mindestens einen nicht isolierten Bereich (58) aufweist, derart, dass der mindestens eine nicht isolierte Bereich (58) im jeweiligen Mündungsbereich des zweiten Kanals (14a) und des dritten Kanals (14b) in den ersten Kanal (20) liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kanälen (12, 14) derart eingebracht werden, dass ihre Längsachsen in einem Winkel >0° zueinander stehen und sie auf axial gleicher Höhe in den ersten Kanal (16) münden, und dass in den ersten Kanal (16) eine zylindrische Elektrode (44), welche einen elektrisch isolierten Mantelbereich (46) und einen elektrischen nicht isolierten Mantelbereich (48) aufweist, eingeführt, im Mündungsbereich der Mehrzahl von Kanälen (12, 14) angeordnet und so ausgerichtet wird, dass der elektrisch nicht isolierte Mantelbereich (48) den einmündenden Bohrungen (12, 14) zugewandt und der elektrisch isolierte Mantelbereich (46) von den einmündenden Bohrungen (12, 14) abgewandt ist.
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